DE69111767T2

DE69111767T2 - Verbesserte plättchenförmige Pigmente.

Info

Publication number: DE69111767T2
Application number: DE69111767T
Authority: DE
Inventors: Wasi Ahmed; Adolph Blum; Philip Greenberg; Harold A Miller
Original assignee: Mearl Corp
Current assignee: BASF Catalysts LLC
Priority date: 1990-12-04
Filing date: 1991-12-04
Publication date: 1995-12-21
Anticipated expiration: 2011-12-05
Also published as: JPH05186706A; US5326392A; ATE125851T1; CA2056971C; EP0489657B1; ES2075389T3; GR3017649T3; DE69111767D1; JP2978989B2; EP0489657A1; CA2056971A1; DK0489657T3

Description

In den letzten 10 Jahren wurden Versuche unternommen, um die Tast- oder "Anfühl"-Charakteristiken von Pulvern und festen Kompaktpudern zu verbessern, die für kosmetische Make-up-Zwecke im Augenbereich und im Gesicht vorgesehen waren. Der allgemeine Ansatz war die Behandlung der Oberflächen der Hauptpigmente in diesen Formulierungen. Mit der Behandlung sollte auch die Dispersion oder die Kompatibilität des Pigments in der Kompaktpuderformulierung verbessert werden.
Kompaktpuderformulierungen, die großteils plattenförmige Pigmente oder Streckmittel, wie Mika (Glimmer) enthalten, hatten schon relativ glatte und weiche Tasteigenschaften aufgrund der flachen oder plattenförmigen Gestalt der Pigmentpartikel. Es wurde jedoch festgestellt, daß diese Pigmente durch eine Behandlung oft verbessert werden konnten. Talk, ein plattenförmiges Streckmittel, das oft in Kompaktpuderformulierungen verwendet wird, zeigte zahlreiche Nachteile. Die Weichheit von Talk führte zu seinem leichten physikalischen Zerbrechen, so daß der plattenförmige Charakter im wesentlichen abnahm oder verlorenging. Die Weichheit des Talk trug auch zu seiner starken Kompaktierung unter Anwendung von Druck bei, so daß das Resultat der Formulierung bei der Verwendung schlecht war.
Mika konnte als Streckmittel in diesen Kompaktpuderformulierungen einige der Nachteile von Talk überwinden. Mika widersteht als härteres Material mit trotzdem plattenförmiger Gestalt dem physikalischen Zer- oder Aufbrechen. Es hat außerdem eine gewisse Widerstandsfähigkeit gegen Kompaktierung, so daß durch Einstellen der Binderformulierung des Kompaktpuders ein genügend weicher Kompaktpuder erhalten werden konnte mit guten Abtrageeigenschaften (pay-off).
Die Außenstruktur menschlicher Haut ist ein Mosaik von hydrophilen und hydrophoben Bereichen. Die besten Tasteffekte oder die beste Glattheit und Weichheit wurden erreicht durch Beschichten der Pigmentoberflächen mit Verbindungen, die eine Hydrophilitäts-Hydrophobitäts-Balance aufweisen, die ähnlich der der menschlichen Haut ist, wobei die Beschichtung mit Verbindungen erfolgt, die der Haut chemisch verwandt sind.
Mika, wie auch einige der Metalloxid-beschichteten Mikapigmente, die als Perlmutt- und Farbinterferenztyp-Pigmente in Kompaktpuder- und -pulverformulierungen verwendet werden, können einen größeren Oberflächenhydrophilitätscharakter haben, als er erwünscht ist für gute Tastqualitäten auf der Haut. Dies bedeutet, daß die Oberfläche des Mikapigments oder des plattenförmigen Pigments beim Aufbringen auf die Haut einigen Widerstand entgegenbringen kann. Die Hydrophilitäts-Hydrophobitäts- Balance der Pigmentoberfläche sollte verschoben werden. Dies wird erreicht durch geeignete Behandlung der Pigmentoberflächen. Die Behandlung besteht aus der Beschichtung der Oberflächen des Pigments mit einer geeigneten Verbindung. In vielen Fällen haben die verwendeten Verbindungen oder Mittel die Hydrophilitäts-Hydrophobitäts-Balance sehr stark in Richtung der Hydrophobität verschoben. Dies ist weder erwünscht noch notwendig.
Verbindungen, die zur Behandlung von Pigmentoberflächen verwendet wurden, schließen ein Silikone, Silane, Siloxane, Fettsäuren, chemisch modifizierte Polyolefine und Fettsäuretriglyceride (Fette).
Diese verursachen im allgemeinen eine große Verschiebung in Richtung des hydrophoben Charakters und somit zu weniger erwünschten Tastqualitäten.
Andere Verbindungen wurden verwendet, die gegenüber der vorstehenden Gruppe eine wesentliche Verbesserung darstellten. Sie schließen ein Aminosäurederivate, Lecithin, Sarkosinderivate und andere Stoffe, die auf Derivaten natürlicher Produkte basieren. Die Hydrophilitäts-Hydrophobitäts- Verschiebung ist geringfügig in Richtung der Hydrophobizität und erwünscht. Die Tastqualitäten sind verbessert. Jedoch kann es in einigen Fällen zu Ranzigkeit kommen als Folge der Oxidation einiger ungesättigter Fettsäurekomponenten. Die Löslichkeiten einiger dieser Verbindungen in Komponenten der Binderformulierung können substantiell sein, so daß ein Teil der Verbindung von der Pigmentoberfläche entfernt wird. Die mechanische Behandlung im Laufe der Vorbereitung der Formulierung für die Kompaktierung kann zur mechanischen Entfernung einiger der Behandlungsverbindungen von der Pigmentoberfläche führen. Schließlich ist die Haftung oder Adsorption der Behandlungsverbindung auf der Pigmentoberfläche fraglich, so daß die Abwanderung der Verbindung weg von der Pigmentoberfläche im Laufe der Zeit stattfinden kann.
In der EP-B-0 139 481 sind Verfahren zur Behandlung anorganischer Pigmente mit N-mono-acylierten basischen Aminosäuren beschrieben, die langkettige Acylreste enthalten, wie N&epsi;-Lauroyl-L-lysin. In der Schrift wird festgestellt, daß ein beliebiges trockenes oder nasses Verfahren verwendet werden kann. Das "trockene" Verfahren beinhaltet das trockene Vermischen der Komponenten. Ein "nasses" Verfahren beinhaltet das Auflösen der Behandlungsverbindung in einem organischen Lösungsmittel, wobei Calciumchlorid als Lösungsvermittler verwendet wird, in-Kontakt-Bringen des anorganischen Pigments mit der Lösung und sodann Waschen der Lösung des Gemisches mit Wasser, um das Calciumchlorid zu entfernen. Ein alternatives "nasses" Verfahren beinhaltet das Auflösen der Behandlungsverbindung in einem wäßrigen alkalischen oder einem wäßrigen Lösungsmittel, in-Kontakt-Bringen des anorganischen Pigments mit der Lösung, Neutralisieren des Gemisches, Abscheiden und Anhaften der Behandlungsverbindung auf der Pigmentoberfläche, Waschen mit Wasser und Trocknen. Es wird angenommen, daß die alternativen Verfahren äquivalente Produkte ergeben.
Von den drei beschriebenen Verfahren wird für das Trockenmischverfahren in Beispiel X, infra, gezeigt, daß es zu keinem befriedigenden Produkt führt, das einzige in Verbindung mit einem nassen Verfahren erwähnte Lösungsmittel ist Calciumethylat, dessen Verwendung kostspielig und unpraktisch ist. Ein alternatives nasses Verfahren, das vorgeschlagen wird, ist nicht detailliert genug offenbart, daß es erfolgreich ausgeführt werden könnte.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung eines behandelten plattenförmigen Pigments mit verbesserten Tastcharakteristiken und mit guter Haftung des Behandlungsmaterials auf der Pigmentoberfläche. Andere Aufgaben der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor.
Es wurde gefunden, daß die Aufgabe der Erfindung gelöst werden kann durch Abscheiden einer Verbindung der allgemeinen Formel
wobei m eine gerade Zahl von 8 bis 18 ist und n den Wert 3 oder 4 hat, auf der Oberfläche eines plattenförmigen Pigments. Die Abscheidung wird erreicht durch Eintragen einer sauren oder basischen Lösung der Verbindung der obigen Formel in eine wäßrige Dispersion des plattenförmigen Pigments, wobei die Menge der Lösung so gewählt ist, daß die Verbindung in einer Menge von etwa 0,5 bis 5,0 Gew.-% des plattenförmigen Pigments bereitgestellt wird, die saure oder basische Lösung mit einer Rate im Bereich von etwa 0,10 bis 1,50 mg der Verbindung pro Gramm des plattenförmigen Pigments pro Minute eingetragen wird, Eintragen der erforderlichen Base oder Säure, um den pH-Wert des resultierenden Gemisches auf einen Wert zwischen 1 und 8 zu bringen, und Rückgewinnen des mit der Verbindung beschichteten plattenförmigen Pigments, beispielsweise durch Absetzen, Waschen des Pigments, Konzentrieren des Pigments durch Zentrifugieren oder Filtrieren und anschließendes Trocknen. Obwohl razemische Gemische der D- und L-Formen der Verbindung verwendet werden können, werden die stereoisomeren Formen, in denen die Struktur vollständig D oder L ist, sehr bevorzugt aufgrund der besseren Kristallinität und geringeren Löslichkeit.
Die Behandlung wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen etwa 15ºC und 80ºC ausgeführt und der pH-Wert des resultierenden Gemisches wird vorzugsweise auf etwa 2,5 bis 5,0 gebracht. Es ist weiterhin bevorzugt, daß die Behandlung in Gegenwart eines Calciumsalzes wie Calciumchlorid ausgeführt wird, das geeigneterweise in einer Menge im Bereich von etwa 0,25-1,0 Mol pro Mol der Behandlungsverbindung vorliegt.
Die bevorzugte Behandlungsverbindung ist N&epsi;-Lauroyl-L-lysin, wobei die Verbindung, die vollständig entweder das D- oder das L-Isomer ist, am meisten bevorzugt ist. Das beschichtete plattenförmige Pigment wird vorzugsweise rückgewonnen durch Absetzen, Waschen, Konzentrieren durch Zentrifugierung oder Filtration und anschließendes Trocknen des Pigments.
Das resultierende behandelte Pigment weist bemerkenswert verbesserte Tast(oder Fühl)charakteristiken auf, was insbesondere vorteilhaft für kosmetische Formulierungen ist, insbesondere für Pulver und gepreßte Kompaktpuder-Typen insbesondere für den Augenbereich oder für die Haut im allgemeinen. Die Behandlung ist mit gewissen Variationen allgemein auf plattenförmige Pigmente anwendbar, einschließlich Mika, Talk, Titandioxid-beschichtetem Mika, Eisenoxid-beschichtetem Mika und Chromoxid-beschichtetem Mika. Es kann auch für komplexere Färbemittel des Interferenztyps verwendet werden, die auf Titandioxid-beschichtetem Mika basieren, wie solchen, die Karmin oder Eisen blau enthalten, wie auch solchen, die Farblacke von D&C- oder FD&C- Färbestoffen enthalten, wie sie in der US-A-4,968,351 beschrieben sind. Die Behandlung hätte jedoch geringen Wert bei der Anwendung auf plattenförmige Pigmente, die schon gute Tasteigenschaften haben und gute Dispersionseigenschaften in hydrophoben Systemen. Ein Beispiel eines solchen Pigments ist Bismutoxychlorid.
Im Fall bestimmter beschichteter Pigmente, wie mit Eisenoxid-, Titandioxid- oder Chrom(III)-oxid-beschichtetem Mika wird das Pigment mit einer mehrwertigen Metallverbindung behandelt, wie einem Hydroxid oder einer Verbindung, die zu einem Hydroxid hydrolysiert werden kann, mit Aluminiumchlorid für Titandioxidbeschichtete Mika, Eisen(III)-oxid-beschichtete Mika und Chrom(III)-chlorid oder -sulfat für Chromoxid-beschichtete Mika vor oder nach dem Versetzen mit der Behandlungsverbindung.
Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes plattenförmiges Pigmentprodukt mit verbesserten Tast-, Dispersions- und Stabilitätseigenschaften umfaßt ein NE- Lauroyl-L-lysin-Substrat von Plättchen von Mika, Talk oder einem mit einem Metalloxid beschichteten Mika, wobei die Plättchen eine Partikelgröße im Bereich von etwa 2-80 um haben, mit der durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von etwa 5 40 um, wobei die N&epsi;-Lauroyl-L-lysin-Beschichtung auf der Oberfläche der Plättchen im Bereich von etwa 0,5 bis 5,0 Gew.-% der Plättchen vorliegt und mindestens 80% der Beschichtung am Substrat haftend verbleiben nach 4 Zentrifugierungen in destilliertem Wasser, wobei jede Zentrifugierung an einer Dispersion von 1,00 g des plattenförmigen Pigments in 75 ml destilliertem Wasser erfolgt.
Das Substrat kann Talk, naß gemahlene Indien-Mika, Eisenoxid-beschichtete Mika, Titandioxid-beschichtete Mika oder Chromoxid-beschichtete Mika sein. Der Titanoxid-beschichtete Mika kann weiterhin beschichtet sein mit einem Farbstoff oder einem Pigment, wie Karmin, einem Lackfarbstoff oder Eisencyanoferrat(II). Wird ein organisches Färbemittel verwendet, so kann es gleichzeitig mit dem N&epsi;-Lauroyl-L-lysin abgeschieden werden.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal sind kosmetische Zusammensetzungen, die die verbesserten plattenförmigen Pigmente in Kombination mit kosmetisch verträglichen Inhaltsstoffen, insbesondere Pudern und Kompaktpudern enthalten, die für kosmetische Make-up-Zwecke im Augenbereich oder im Bereich des Gesichts vorgesehen sind, wie gepreßte pulverförmige Lidschatten-Zusammensetzungen.
Aus einer Anzahl von Gründen werden die verschiedenen Nachteile der Oberflächenbehandlungen gemäß dem Stand der Technik durch eine Behandlung mit den Verbindungen der vorstehend angegebenen allgemeinen Formel, insbesondere N&epsi;-Lauroyl-L-lysin, überwunden. Die nachstehenden Eigenschaften von N&epsi;-Lauroyl-L-lysin sind signifikant zur Unterscheidung dieser Verbindung von anderen bislang zur Pigmentoberflächenbehandlung verwendeten Verbindungen: (1) Es ist chemisch eine reine Substanz. (2) Es ist eine stereochemisch reine Substanz. (3) Die Substanz ist sehr unlöslich in nahezu allen Lösungsmitteln. (4) Es ist eine Verbindung mit bestimmter Kristallstruktur, die bis zu hohen Temperaturen stabil ist (etwa 300ºC). Diese Verbindung hat einen einzigartigen Charakter.
N&epsi;-Lauroyl-L-lysin wird synthetisiert aus Laurinsäure und L-Lysin. Beide Ausgangsstoffe sind sehr reine Substanzen. L-Lysin ist das Produkt einer biologischen Reaktion, so daß die Verbindung vollständig in der stereoisomeren L-Form vorliegt. L-Lysin weist 2 Aminogruppen auf, eine in der α-Position und die andere in der &epsi;-Position. Die Umsetzung zur Bildung von N&epsi;-Lauroyl-L-lysin wird so ausgeführt, daß sowohl die Umsetzung zur Bindung der Peptidbindung vollständig an der &epsi;-Aminogruppe ausgeführt wird und die stereoisomere Struktur des Lysin-Teils beibehalten wird.
Somit wird N&epsi;-Lauroyl-L-lysin erhalten, eine Verbindung mit spezieller Stereostruktur, hoher Kristallinität, großer Stabilität sogar bis zu 300ºC, die in nahezu allen Lösungsmitteln unlöslich ist. Die chemische Struktur ist so, daß sowohl hydrophile als auch hydrophobe Reste vorliegen. Die hydrophilen Reste unterstützen die Adsorption und das Kristallwachstum der Verbindung auf der Mika-Plättchenoberfläche.
Die Unlöslichkeit und Inertheit von N&epsi;-Lauroyl-L-lysin beschränkt seine Verwendbarkeit bei der Abscheidung aus Lösung. Es ist im wesentlichen unlöslich in allen bekannten organischen Lösungsmitteln. Es ist löslich in Mineralsäuren. Es kann gelöst werden in 1,0 N HCl bei erhöhter Temperatur und in konzentrierter HCl bei Raumtemperatur. Lösungen in Basen sind geeigneter, da die Löslichkeit größer ist, 1,0%-ige Lösungen in 0,5 N NaOH sind einfach erreichbar.
Da das N&epsi;-Lauroyl-L-lysin in wäßriger Lösung unlöslich ist, außer unter stark sauren oder basischen Bedingungen, kann die Abscheidung der Verbindung auf einem plattenförmigen Pigment durch Versetzen eines wäßrigen Reservoirs, in dem das plattenförmige Pigment dispergiert ist, mit entweder einer sauren oder basischen Lösung der Verbindung unter Rühren ausgeführt werden. Basen oder Säuren werden dann eingetragen, um den pH-Wert in den Bereich von 1-8 und vorzugsweise in die Nähe von 2,5-5,0 zu bringen. Die Umsetzung kann bei Umgebungstemperatur ausgeführt werden. Die Verbindung wird aus der Lösung abgeschieden unter den Bedingungen des Reaktionsmediums auf die Oberflächen des plattenförmigen Pigments. Sodann läßt man das Pigment absetzen, wäscht es mehrfach, konzentriert es durch Zentrifugieren oder Filtrieren oder trocknet es nach einer beliebigen Anzahl von Verfahren.
In manchen Fällen wird die Abscheidung von Verbindungen in Gegenwart eines Calciumsalzes in dem gerührten wäßrigen Reservoir ausgeführt. Calciumchlorid ist das geeignete Salz, das im Reservoir im Bereich von etwa 0,25-1,0 Mol, vorzugsweise etwa 0,5 Mol vorliegt pro Mol von eingetragenem N&epsi;-Lauroyl-L- lysin. Ein Salz mit der Verbindung wird im wesentlichen nicht gebildet. Der Effekt des Calciumchlorids ist ein Aussalzeffekt. Das heißt, das Aussalzen kann die Ausscheidung beschleunigen oder erleichtern oder es kann den Charakter des Präzipitats und des behandelten Pigments in vorteilhafter Weise beeinflussen.
Die Verbindung wird in Konzentrationen im Bereich von etwa 0,5%-5,0% auf dem Pigment abgeschieden, vorzugsweise im Konzentrationsbereich von etwa 2,0%-4,0%.
Variablen in den zahlreichen Verfahren schließen ein pH-Wert, Temperatur, Konzentrationen und Eintragungsraten.
Das Mika-Substrat ist im wesentlichen ein naß-gemahlenes Mika mit einer Partikelgröße im Bereich von etwa 2-100 um. In der Regel wird zu Zwecken der kosmetischen Inhaltsstoffe der Mika fraktioniert in relativ enge Bereiche von Partikelgrößenverteilungen. Gebräuchliche Bereiche sind 5-25 um mit durchschnittlich 10 um, 1-45 um mit durchschnittlich 20 um, 20-70 um mit durchschnittlich 45 um und 15-90 um mit durchschnittlich 50 um. Alle diese Substrate sind geeignet, aber in Hinblick auf die Tastweichheit sind die größeren Partikel in diesen Bereichen weniger erwünscht.
Der pH-Wert der Lösung während des Versetzens mit Lauroyl-lysin kann variiert werden oder im Bereich von 1-8 konstant gehalten werden. Der bevorzugte pH- Wert-Bereich ist etwa 2,5-5,0, sowohl für Verfahren mit konstantem pH-Wert, als auch für Verfahren mit variablem pH-Wert, wobei der pH-Wert bei niedrigen Werten startet und bei einem pH-Wert von 2,5-5,0 endet.
Die Temperatur ist im wesentlichen nicht kritisch, so daß jede Temperatur von etwa 15ºC bis 80ºC verwendet werden kann. Da sich in der Regel keine Vorteile bei hohen Temperaturen ergeben, ist es geeigneter, Umgebungstemperaturen zu verwenden, oder von 15º-35ºC, vorzugsweise etwa 20º-30ºC.
Mika wird als Substrat im allgemeinen im wäßrigen Medium mit etwa 20% Gewicht/Gewicht dispergiert vor dem Beginn der Behandlungsumsetzung. Die Mika kann keine gute Dispersion bilden und nicht geeignet gerührt werden, wenn die Konzentration wesentlich höher ist. Ein Verhältnis von 24% Gewicht/Gewicht kann als etwa die obere Grenze der Konzentration angenommen werden. Andererseits kann die Mika so verdünnt sein, wie 4% Gewicht/Gewicht. Es gibt keinen Vorteil der Produktqualität in diesem Fall und die Ausbeute des Produkts, auf der Grundlage der Gesamtcharge, würde relativ gering sein. Mika-Konzentrationen können deshalb im Bereich von etwa 4%- 24% Gewicht/Gewicht liegen, vorzugsweise etwa 10%-20% Gewicht/Gewicht. Diese Konzentrationsbereiche sind auch anwendbar für mit Farbstofflacken beschichtete Titandioxid-beschichtete Mika. Eisenoxid-, Titandioxid- oder Chrom(III)-oxid-beschichtete Mika-Konzentrationen können im Bereich von etwa 5%-15%, vorzugsweise etwa 7%-12% Gewicht/Gewicht liegen.
Andere Substrate, wie Talk, reagieren empfindlicher auf die Substratkonzentration und werden im allgemeinen im Bereich von etwa 7,5%- 10,0% Gewicht/Gewicht verwendet. Jede Konzentration im Bereich von etwa 5%-15% Gewicht/Gewicht kann jedoch verwendet werden, wobei der bevorzugte Bereich etwa 7%-12% Gewicht/Gewicht beträgt.
Die kritische Rate in allen Verfahren ist die des Versetzens mit Lauroyl-lysin- Feststoff pro Gewicht des Substrats im Reservoir. Diese Raten können im Bereich von 0,10-1,50 mg Lauroyl-lysin pro Gramm Substrat pro Minute betragen. Die extremen Werte sind jedoch unvorteilhaft, da die Zeiten und/oder Konzentrationen zu groß oder zu klein für die praktische Verwendung werden. Der bevorzugte Bereich der Rate ist etwa 0,15-1,0 mg Lauroyl-lysin pro Gramm Substrat pro Minute.
Die Raten werden im allgemeinen nicht während des Behandlungsverfahrens geändert, so daß die Lauroyl-lysin-Konzentration (Gewicht pro Gewicht Substrat) kein Faktor ist.
Die letztendlichen behandelten Pulver werden auf drei Weisen eingestuft: Anhand der Tasteigenschaften, Haftung am Substrat und Dispersionseigenschaften.
Am wichtigsten ist die Tastqualität, die durch Vergleichstests auf der Haut unter Verwendung von Kontrollproben wie auch unbehandelten Pigmenten bestimmt wird. Eine wesentliche Verbesserung in der Weichheit und Glattheit auf der Haut wird erwartet, vergleichbar zu der des unbehandelten plättchenförmigen Pigments, und so gut wie oder geringfügig besser als die anderer plattenförmiger Pigmentproben, die Behandlungen mit anderen Verbindungen unterworfen wurden.
Das behandelte plattenförmige Pigment ist hydrophober als das unbehandelte Pigment. Die Dispersion wird verbessert beim Übergang zu hydrophoberen Lösungsmitteln, das heißt Butanol zu Butylacatat zu Toluol.
Die Verbesserung der Tasteigenschaften und der verbesserten Hydrophobizität hängen weitgehend von der chemischen Struktur der Behandlungsverbindung ab und davon, wie sie auf der Oberfläche des plattenförmigen Pigments orientiert ist. N&epsi;-Lauroyl-L-lysin kann in einfacher Weise sehr unlöslich gemacht werden, die Verbindung muß jedoch abgeschieden werden und auf der Substratpigmentoberfläche anhaften. Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einem hohen Grad an Anhaftung der Verbindung an der Pigmentoberfläche.
Es wurde gefunden, daß verschiedene Pigmentoberflächen sich sehr stark im Ausmaß unterscheiden, in dem sie die Behandlungsverbindung auf der Pigmentoberfläche akzeptieren. Die Beschichtung und Anhaftung an die Substratpigmentoberflächen kann verbessert werden durch Einstellen der Behandlungsbedingungsvariablen, wie dem pH-Wert-Profil, Salzgehalt, Versetzungsraten mit Reaktanden und der Temperatur.
In einigen Fällen nimmt die Substratpigmentoberfläche die Behandlungsverbindung nicht auf und scheint sie insgesamt abzustoßen. In solchen Fällen muß das plattenförmige Pigment vorbehandelt werden mit einer unähnlichen Verbindung, um die Oberfläche empfänglicher zu machen.
Es gibt eine andere Kategorie plattenförmiger Pigmente, die von der Behandlung mit der beschriebenen Verbindung profitieren. Diese sind die komplexeren Pigmente des Interferenztyps, die Absorptionsfärbemittel auf der plattenförmigen Pigmentoberfläche abgelagert enthalten durch ein Lackverfahren. Letzteres beinhaltet die Unlöslichmachung des Absorptionsfärbemittels und An haften an das plattenförmige Substratpigment durch Aluminiumhydroxid allein oder Ersatz von Aluminiumhydroxid durch oder Zusatz von anderen mehrwertigen Hydroxiden von Barium, Calcium, Zirkonium und anderen (Beizenverfahren).
Diese Produkte sind empfindlich auf wechselnde pH-Wert-Bedingungen in der Lösung und der Farblack kann verändert werden, teilweise entfernt werden oder in anderer Weise beschädigt werden durch das spätere Verfahren zur Ablagerung des N&epsi;-Lauroyl-lysins oder dessen Homologen. Es wurde festgestellt, daß die Behandlung mit solchen Verbindungen in den Beizenprozess des Absorptionsfärbestoffes eingeschlossen werden kann. Diese schließen Absorptionsfärbe- bzw. Farbstoffe ein, wie Karmin, Eisencyanoferrat(II), D&C- Farbstoffe und FD&C-Farbstoffe.
Die Pigmentbehandlung ist beschränkt auf solche mit plattenförmiger Form oder Struktur, die Erfindung ist jedoch nicht auf die in den Beispielen angegebenen Pigmente beschränkt. N&epsi;-Lauroyl-L-lysin ist hier ein Beispiel der Behandlungsverbindung, die Erfindung ist aber nicht auf die Verbindung beschränkt und solche mit verwandter chemischer Struktur wie N&epsi;-Lauroyl-L-ornithin können ebenfalls verwendet werden. Die verwendbaren Verbindungen sind die der vorstehenden allgemeinen Formel.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert.

BEISPIEL I

Naß-gemahlene Indien-Mika beschichtet mit 4,0% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin

Indien-Mika wird naß-gemahlen und in extensiver Weise klassifiziert durch Absetzen in Wasser, um feine und grobe Partikel zu entfernen. Die erhaltene Fraktion hat eine durchschnittliche Plattenpartikelgröße von 10 um, wobei 95% der Plättchen im Bereich von 4-32 um (Länge) liegen.
150 g dieser Mika werden in 600 ml destilliertem Wasser in einem 2,0 Liter fassenden Becherglas aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wird mit 25 ml konzentrierter HCl versetzt und die Suspension wird mittels eines kleinen Motors für 10 Minuten gerührt. Die Suspension wird mit 1,68 g CaCl&sub2;.2H&sub2;O Feststoff versetzt und die Suspension wird für 10 Minuten gerührt, um die Auflösung zu ermöglichen.
Eine Lösung von 6,0 g N&epsi;-Lauroyl-L-lysin in 579 ml 0,50 normaler NaOH wird hergestellt. Die Mika-Aufschlämmung wird mit dieser Lösung mit einer Rate von 4,8 ml pro Minute versetzt, bis sie verbraucht ist, wobei die Umgebungstemperatur beibehalten wird. Hierfür waren 2,0 Stunden erforderlich. Der pH-Wert betrug am Ende 4,0 oder wurde, falls notwendig, auf diesen Wert eingestellt.
Das Produkt wird in einem Büchner-Trichter filtriert und das Filtrat wird 4 mal jeweils mit 400 ml destilliertem Wasser gewaschen. Der Filterkuchen wird in einem Luftofen über Nacht bei 95ºC getrocknet. Der getrocknete Kuchen wird durch ein 200 mesh-Sieb ausgesiebt.
Analysen zeigen, daß praktisch alles N&epsi;-Lauroyl-L-lysin auf der Mikaoberfläche abgeschieden wurde, mit 4,0%. Calciumchlorid wurde verwendet in Mengen von 0,63 Mol pro Mol des N&epsi;-Lauroyl-L-lysins, es wurde jedoch sehr wenig Calcium bei der Analyse des beschichteten Produkts gefunden. Somit dient das Calciumsalz dazu, die Löslichkeit der für die Behandlung verwendeten Verbindung weiter zu vermindern.
Absetztests in einer Reihe organischer Lösungen, die mit der behandelten Mika erfolgten, wie auch getrennt mit der ursprünglichen unbehandelten Mika, zeigen, daß die behandelte Mika ein hydrophoberes Verhalten zeigt im Vergleich zur ursprünglichen unbehandelten Mika.
Die behandelte Mikaprobe, die unbehandelte Mika und eine Probe von mit Lecithin behandelter Mika wurden jeweils eingestuft und in bezug auf ihre Tasteigenschaften verglichen. Die unbehandelte Mika zeigte eine geringere Weichheit und Glattheit beim Verteilen auf der Haut, wie auch einen geringen Widerstand beim Verteilen im Vergleich zu den beiden anderen Proben. Die Behandlung der Mika mit N&epsi;-Lauroyl-L-lysin führte zu leicht verbesserter Weichheit und Glattheit im Vergleich zur mit Lecithin behandelten Mika.
Die behandelte Probe wurde einer Beurteilung in bezug auf das An haften der Verbindung an das Mika-Substrat unterworfen. 3,0 g der behandelten Mika wurden mit 100 ml destilliertem Wasser versetzt, dispergiert, zentrifugiert und die überstehende Flüssigkeit abgetrennt. Das Waschen des abgesetzten Festkörpers wurde auf diese Weise drei weitere Male wiederholt.
Die Probe wurde dann analysiert auf die verbleibende Behandlungsverbindung. Es wurde festgestellt, daß 92% der Behandlungsverbindung an der Mika haften blieben.
Die Analyse der behandelten Mika auf den Calciumgehalt zeigt, daß sehr wenig Calcium der Behandlungsverbindung mitgefällt wird, so daß das Calciumchlorid einen Aussalzeffekt auf das N&epsi;-Lauroyl-L-lysin hat.

BEISPIEL II

Beschichtung von naß-gemahlener Indien-Mika mit 4,0% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin in größerem Maßstab

Naß-gemahlene Indien-Mika wird hergestellt und klassifiziert wie in Beispiel I. Sie wird mit N&epsi;-Lauroyl-L-lysin, 6,0 lbs versetzt und in 260 lbs 3,50%-iger NaOH- Lösung aufgelöst. Dies führt zu einer 2,30%-igen Behandlungslösung in 3,5% NaOH.
Eine 10%-ige HCl-Lösung wird zur Einstellung des pH-Wertes hergestellt durch Versetzen von 17,1 lbs demineralisiertem Wasser mit 8,4 lbs 31 %-iger HCl.
In einem 500 Gallonen-Reaktor, der mit einem Rührwerk ausgestattet ist, werden 800 lbs demineralisiertes Wasser vorgelegt und mit 2,25 lbs CaCl&sub2;.2H&sub2;O versetzt, die gelöst werden. 200 lbs der vorstehend beschriebenen Mika werden in dieser Lösung dispergiert. Die Temperatur wird auf 30º ± 1ºC eingestellt und bei diesem Wert gehalten. Das Gemisch wird mit der 3,50%-igen NaOH-Lösung, die die Behandlungsverbindung enthält, mit einer Rate von 4,7 lb pro Minute versetzt und mit der 10%-igen HCl-Lösung mit etwa der gleichen Rate, die eventuell so eingestellt wird, daß der pH-Wert auf 6,0 ± 0,1 gehalten wird. 200 lbs der 3,50%igen NaOH-Lösung mit 2,30% der Behandlungsverbindung werden innerhalb 60 Minuten eingetragen.
Man läßt die behandelte Mika absetzen, dekantiert ab und ersetzt die Flüssigkeit mit einer gleichen Menge demineralisiertem Wasser. Nach dem Absetzen wird das Waschverfahren wiederholt. Die abgesetzte Paste der behandelten Mika wird getrocknet. Das Produkt wird in der gleichen Weise wie in Beispiel untersucht, wobei entsprechende Ergebnisse erhalten werden.

BEISPIEL III

Naß-gemahlene Indien-Mika beschichtet bei konstantem pH-Wert mit 2,0% N&epsi;- Lauroyl-L-lysin

225 g Mika, hergestellt und klassifiziert wie in Beispiel 1, werden in 900 ml destilliertem Wasser dispergiert. Der pH-Wert wird auf 6,0 eingestellt. 5,85 g N&epsi;-Lauroyl-L-lysin werden in 562 ml 0,50 normaler NaOH gelöst. Die Mika- Suspension wird unter Rühren mit einer Rate von 6,0 ml pro Minute mit dieser Lösung versetzt.
Der pH-Wert wird konstant auf 6,0 ± 0,1 gehalten durch simultanes Eintragen von 0,50 normaler HCl-Lösung mit einer solchen Rate, daß der pH-Wert auf 3,0 gehalten wird, wobei die Umgebungstemperatur beibehalten wird. Nach Eintragen von 432 ml dieser 0,5 normalen NaOH-Lösung wird das Eintragen gestoppt. Aufschlämmung wird filtriert, 3 mal mit 400 ml destilliertem Wasser gewaschen und über Nacht bei 95ºC getrocknet. Das Produkt wird in gleicher Weise wie in Beispiel 1 getestet, wobei entsprechende Ergebnisse erhalten werden

BEISPIEL IV

Talk, behandelt mit 3,0% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin

681 g Talk (Suprafino A, Cyrus Industrial Minerals Co.) werden in 7900 ml destilliertes Wasser eingetragen und stark gerührt, um eine gute Dispersion zu erreichen. Die Dispersion wird in einem 5 Gallonen fassenden Polycarbonattank ausgeführt, der ausgestattet ist mit Baffles, einer pH-Elektrode und einem Turbinenrührwerk aus rostfreiem Stahl. Umgebungstemperatur wurde angewendet.
Diese Dispersion wurde unter lebhaftem Rühren mit einer Lösung von 1,04% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin in 1956 ml 0,50 normaler NaOH-Lösung mit 21 ml pro Minute versetzt. Der pH-Wert wurde auf 6,4 ± 0,2 eingestellt durch simultanes Eintragen einer Lösung von 0,28% CaCl&sub2;.2H&sub2;O in 2120 ml 0,50 normaler HCl.
Nach Beendigung des Eintragens wird die Aufschlämmung für weitere 10 Minuten gerührt und über Nacht stehengelassen. Am nächsten Tag schwamm eine sehr geringe Menge des Materials auf der Oberfläche der Flüssigkeit, die entfernt wurde. Die Hauptmenge des behandelten Talks hatte sich abgesetzt und dieses Material wurde nach Dekantieren filtriert, mit demineralisiertem Wasser gewaschen und für 4 Stunden bei 95ºC getrocknet. Das Produkt wurde gesiebt durch ein 60 mesh-Sieb.
Die Tasteigenschaften wurden untersucht und für besser befunden im Vergleich zu denen des ursprünglichen unbehandelten Talks. Dispersionstests zeigten ebenfalls, daß das behandelte Produkt eine verbesserte Hydrophobizität aufwies.
Die vorstehenden Beispiele I bis IV erläutern Verfahren, die verwendbar sind zur Behandlung unkomplizierter Substrate, wie Mika, Kaolin und Talk. Bestimmte kompliziertere Pigmente, wie Titandioxid-beschichtete Mika mit einer Karmin- Beschichtung können ebenfalls in ähnlicher Weise behandelt werden, wie in Beispiel V gezeigt wird.

BEISPIEL V

Karmin-beschichtete Titandioxid-beschichtete Mika, die zusätzlich mit 3,0% N&epsi;- Lauroyl-L-lysin beschichtet ist

Vor Ausführung der Beschichtungsumsetzung werden die notwendigen Lösungen hergestellt. 21,0 g N&epsi;-Lauroyl-L-lysin werden in 2 Litern 0,50 normaler NaOH gelöst. 6,72 g CaCl&sub2;.2H&sub2;O werden in 2400 ml destilliertem Wasser gelöst, das zuvor mit 100 ml konzentrierter HCl-Lösung versetzt wurde.
Ein 5,0 Gallonen fassender Polycarbonattank wurde mit Baffles und einem Turbinenrührwerk aus rostfreiem Stahl ausgestattet, der mit einem Motorantrieb versehen war. In diesem Reaktor wurden 7,90 Liter destilliertes Wasser und 681 g des Pigments vorgelegt und unter heftigem Rühren aufgeschlämmt. Das Pigment war Cloisonne Red von The Mearl Corporation, Titandioxid-beschichtete Mika mit Karmin-Behandlung (2,0% Karmin, 39% TiO&sub2; und 59% Mika). Das Pigment weist eine rote Interferenzreflexionsfarbe auf, die weiter durch die rote Farbe der Karminfärbemittelbehandlung verstärkt wurde.
Bei Umgebungstemperatur wurde die Aufschlämmung mit der alkalischen Behandlungslösung mit einer Rate von 25 ml pro Minute versetzt, wobei der pH- Wert simultan auf 7,1 ±0,2 durch Eintragen der sauren Calciumchloridlösung gehalten wurde.
Nach Aufbrauchen der ersten Lösung wurde die Aufschlämmung für weitere 15 Minuten gerührt, abfiltriert, 3 mal mit geringen Mengen destillierten Wassers gewaschen und über Nacht bei 55-60ºC getrocknet.
Das Produkt wurde durch ein 60 mesh-Sieb gesiebt. Die Untersuchung wurde wie in Beispiel 1 ausgeführt und die Tasteigenschaften waren insbesondere signifikant verbessert gegenüber dem ursprünglichen unbehandelten Pigment. Die Dispersion zeigte auch eine verbesserte Farbintensität und Glanz im Vergleich zum ursprünglichen unbehandelten Pigment.
Mit Titandioxid beschichtete Mika, mit Eisenoxid beschichtete Mika und mit Chromoxid beschichtete Mika erfordern alle die Behandlung mit einer anderen Verbindung entweder vor oder während des Eintragens von Lauroyl-lysin, um eine verbesserte Haftung des Lauroyl-lysins an der Substratpigmentoberfläche zu bewirken. Im allgemeinen ist ein mehrwertiges Metallhydroxid oder ein Salz, das zu einem Hydroxid während des Behandlungsverfahrens hydrolysiert werden kann, geeignet und die spezielle ausgewählte Verbindung muß bestimmte Anforderungen an den Refraktionsindex, die Farbe und die Löslichkeit erfüllen. Für Titandioxid-beschichtete Mika ist Aluminiumchlorid geeignet, für Eisenoxidbeschichtete Mika ist Eisen(III)-chlorid geeignet und für Chromoxid-beschichtete Mika Chrom(III)-chlorid oder Chrom(III)-sulfat. Beispiele VI und VII erläutern solche Verfahren.

BEISPIEL VI

Eisenoxid-beschichtete Mika behandelt mit 3,0% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin

100 g des Eisenoxid-beschichteten Mikapigments (Matte Orange von The Mearl Corporation, 9% Fe&sub2;O&sub3; und 91 % Mika) wurden in 1,0 Liter destilliertem Wasser in einem 2,0 Liter fassenden Becherglas dispergiert, das mit einer geeigneten Mischvorrichtung ausgestattet war. Unter Rühren wurde die Temperatur der Lösung auf 74ºC erhöht und der pH-Wert auf 3,0 erniedrigt durch Eintragen einer geringen Menge einer sauren Eisen(III)-chlorid-Lösung (2,66 g 38% FeCl&sub3; und 97,34 g 37% HCl-Lösung).
Dann wurde die alkalische Lösung von N&epsi;-Lauroyl-L-lysin (3,0 g in 100 ml 3,5%-iger NaOH-Lösung) mit 2,5 ml pro Minute eingetragen, während der pH- Wert auf 3,0±0,1 durch Eintragen der vorstehend beschriebenen sauren Eisen(III)-chlorid-Lösung beibehalten wurde.
Nach Eintragen der gesamten N&epsi;-Lauroyl-L-lysin-Lösung wurde die Aufschlämmung abgekühlt, filtriert und mit destilliertem Wasser gewaschen, bis das Filtrat kein Chlorid mehr enthielt. Das Produkt wurde über Nacht bei 80ºC getrocknet und durch ein 100 mesh-Sieb gesiebt.
Das Eintragen von Eisen(III)-chlorid führt zur Hydrolyse und somit zur Bildung einer geringen Menge von Eisenhydroxid, das die Anhaftung des N&epsi;-Lauroyl-L- lysins an der Pigmentoberfläche verbessert. Die Untersuchung dieses Produkts auf Tasteigenschaften und auf Dispergierbarkeit zeigten wesentliche Verbesserungen gegenüber dem ursprünglichen unbehandelten Pigment, Matte Orange.

BEISPIEL VII

Titandioxid-beschichtete Mika, behandelt mit 3,0% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin

100 g Titandioxid-beschichtetes Mikapigment (Flamenco Blue von The Mearl Corporation, 46% TiO&sub2; und 54% Mika) wurden in 1,0 Liter destilliertem Wasser in einem 2,0 Liter fassenden Reaktionsgefäß dispergiert. Unter Rühren wurde der pH-Wert auf 5,0 mit 0,10 normaler HCl-Lösung eingestellt.
Eine alkalische Lösung von N&epsi;-Lauroyl-L-lysin (3,0 g in 100 ml 3,5%-iger NaOH- Lösung) wurden mit 2,5 ml pro Minute eingetragen, wobei simultan eine 20 %ige Lösung AlCl&sub3;.6H&sub2;O mit einer Rate eingetragen wurde, so daß der pH-Wert auf 5,2±0,1 eingestellt wurde. Nach Aufbrauchen der N&epsi;-Lauroyl-L-lysin-Lösung wurde die Aufschlämmung filtriert, mit destilliertem Wasser gewaschen, bis das Filtrat kein Chlorid mehr enthielt, und für 4 Stunden bei 95ºC getrocknet.
Das Produkt wurde durch ein 60 mesh-Sieb gesiebt. Das Produkt wurde wie in Beispiel I beurteilt und zeigte im Vergleich zum ursprünglichen unbehandelten Titandioxid-beschichteten Mikaprodukt verbesserte Tast- und Dispersionseigenschaften. Zusätzlich hat das Produkt eine blaue Interferenzreflexionsfarbe, die etwas strahlender und glänzender erscheint als die des ursprünglichen unbehandelten Produkts. Die geringe Menge des gebildeten Aluminiumhydroxids erleichtert die Anhaftung der Behandlungsverbindung.
Die Farbeffekte von Titandioxid-beschichteten Mikapigmenten, die Interferenzreflexionsfarben aufgrund der Dicke der TiO&sub2;-Schichten auf der Mika zeigen, können weiter verbessert werden durch Abscheiden von Farblacken auf die TiO&sub2;-Oberflächen. Solche Produkte sind beschrieben in der vorstehend beschriebenen PS 4,968,351.
Diese Produkte haben interessante und exzellente Farbeigenschaften, aber die Tasteigenschaften sind schlecht. Die Behandlung mit N&epsi;-Lauroyl-L-lysin kann die Tasteigenschaften beeinflussen, aber die Nachbehandlung kann andere unerwünschte Effekte herbeiführen, wie das Ausbluten des Farbstoffs oder einen gewissen Verlust an Farbintensität. Deshalb ist es vorteilhaft, die Behandlung während des Farblackverfahrens (Beizenverfahrens) zur Fixierung des Farbstoffs der TiO&sub2;-Oberfläche auszuführen.
Viele verschiedene Farbstoffe können für diese Art Produkt verwendet werden, wie sie in der PS 4,968,351 beschrieben sind. Das Farblackverfahren kann im wesentlichen für alle das gleiche sein.
Färbemittel, wie Pigmente oder Farbstoffe, die von Farblacken verschieden sind, wie Karmin, können ebenfalls verwendet werden. Die Behandlung eines komplexen Perlmutt-glänzenden Pigments, das einen Absorptionsfarbstoff enthalten soll, kann die Verwendung eines Verfahrens erfordern, das das Eintragen des Lauroyl-lysins während des Abscheidens des Farbstoffes beinhaltet, wie eines organischen Färbemittels, auf dem Basispigment, wie beispielsweise bei einem Beizenverfahren eines organischen Farbstoffs. Dieses Verfahren kann weiterhin vorteilhaft sein in manchen Fällen mit anderen Nachbeschichtungen von Farben, wie Karmin oder Eisenblau (Berliner Blau).

BEISPIEL VIII

Beizenfarbstoff-beschichtete Titandioxid-beschichtete Mika, die zusätzlich mit der 3,0% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin beschichtet ist

Für dieses Beispiel wurde eine Titandioxid-beschichtete Mikaprobe mit einer goldenen Interferenzreflexionsfarbe verwendet (35% TiO&sub2; und 65% Mika). Der für den Farbplan ausgewählte Farbstoff war FD&C Gelb 5 (Tartrazin).
Das FD&C Gelb 5 (von Kohnstamm) wurde hergestellt als 0,5%ige Lösung durch Auflösen von 10,0 g des Farbstoffs in 2 Litern destillierten Wassers. Die N&epsi;-Lauroyl-L-lysin-Lösung wurde hergestellt durch Auflösen von 16,5 g NE- Lauroyl-L-lysin in 550 ml 3,5%-iger NaOH-Lösung. Die Beizenlösung bestand aus 20% AlCl&sub3;.6H&sub2;O in destilliertem Wasser.
500 g des vorstehend beschriebenen Substratpigments (Flamenco Gold von The Mearl Corporation) wurden in der vorstehend beschriebenen Farbstofflösung dispergiert bei Raumtemperatur in einem 5 Liter fassenden Morton-Kolben, der mit einem Rührwerk ausgestattet war, das mit 270 U/min gedreht wurde. Die Dispersion wurde mit 200 ml der 20%-igen AlCl&sub3;.6H&sub2;O-Lösung bei einer Rate von 2,0 ml pro Minute versetzt, während der pH-Wert auf 5,0±0,1 eingestellt wurde durch simultanes Eintragen der vorstehend beschriebenen alkalischen Behandlungslösung. Die Gesamtzeit für die Eintragung betrug etwa 100 Minuten.
Die Aufschlämmung wurde sodann auf einem Büchner-Trichter mit 24 cm Durchmesser filtriert, der mit einem Whatman Nr. 2 Filterpapier ausgestattet war. Das Filtrat wurde zweimal gewaschen, jeweils mit 500 ml Teilen destillierten Wassers. Das Waschen des Filterkuchens wurde fortgesetzt mit 500 ml Portionen destillierten Wassers, bis das Filtrat im wesentlichen chloridfrei war.
Der Filterkuchen wurde für 4 Stunden bei 80ºC getrocknet und dann durch ein 100 mesh-Sieb gesiebt.
Die Beurteilung erfolgte wie in Beispiel I und es wurde insbesondere festgestellt, daß die Tasteigenschaften sehr weich und glatt waren und bei weitem denen des mit dem gleichen Farbstoff gebeizten Produkts überlegen, das jedoch nicht mit N&epsi;-Lauroyl-L-lysin behandelt wurde.

BEISPIEL IX

Eisenblau (Berliner Blau)-beschichtete Titandioxid-beschichtete Mika, die zusätzlich mit 3,0% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin behandelt wurde

Ein Titandioxid-beschichtetes Mikapigment mit einer durchschnittlichen Plättchengröße von 10 um, einem Mikagehalt von 29%, einer Titandioxid- Beschichtung auf der Mika, die aus 63% des Pigments bestand, Nachbehandlung des Titandioxids mit Eisencyanoferrat(II), 8% des Gesamtpigments, durch Analyse bestimmt, wurde verwendet. 125 g dieses Pigments (Mattina Blue von The Mearl Corporation) wurden in 1450 ml destilliertem Wasser in einem 3 Liter fassenden Kolben dispergiert, der mit einem Rührwerk und einer pH-Elektrode ausgestattet war.
360 ml einer 0,5 normalen Natriumhydroxidlösung mit 1,06% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin werden in die gerührte Dispersion des Pigments mit einer Rate von 5,0 ml pro Minute bei Umgebungstemperatur eingetragen.
Gleichzeitig wurde eine Lösung von 0,50 normaler Salzsäure mit 0,28% CaCl&sub2;.2H&sub2;O mit einer solchen Rate eingetragen, daß der pH-Wert der Pigmentdispersion konstant auf 3,5±0,1 gehalten wurde. Die Eintragzeit betrug 72 Minuten. Das Rühren wurde für weitere 10 Minuten fortgeführt, sodann wurde das Produkt filtriert, mit destilliertem Wasser gewaschen, bei 50ºC über Nacht getrocknet und durch ein 60 mesh-Sieb gesiebt.
Die Tasteigenschaften dieses behandelten Produkts wurden untersucht und mit denen anderer verglichen, einschließlich des ursprünglichen unbehandelten Produkts, Mattina Blau. Das behandelte Produkt war wesentlich besser als das ursprüngliche unbehandelte Material.
Dispersionstests unter Verwendung zahlreicher unterschiedlicher Lösungsmittel wurden ausgeführt. Das behandelte Produkt zeigte eine größere Hydrophobizität gegenüber dem unbehandelten Produkt. Die Bestimmung der Anhaftung des N&epsi;- Lauroyl-L-lysins an das Substratpigment wurde ebenfalls untersucht. Die Anhaftung des Lauroyl-lysin-behandelten Produkts betrug 82%.
In Beispielen V und IX, vorstehend, wurden die Färbemittel (Karmin in Beispiel V und Eisencyanoferrat(II) in Beispiel IX) auf den Titandioxid-beschichteten Mikapigmenten vor der Behandlung mit Lauroyl-lysin abgeschieden. Alternativ können die Färbemittel und das Lauroyl-lysin auf den Pigmenten gleichzeitig abgeschieden werden, beispielsweise wie in Beispiel VIII. Die Unterschiede in den Eigenschaften der Endprodukte sind geringfügig. Das Nachbehandlungsverfahren ist einfacher und direkter. Im Fall von Beispiel VIII, bei dem ein organisches Färbemittel verwendet wird, führt die Nachbehandlung mit dem Lauroyl-lysin jedoch zu einem unbefriedigenden Endprodukt.
Die Daten in Beispielen I bis IX können wie nachstehend zusammengefaßt werden: TABELLE Raten des Eintragens von festem N&epsi;-Lauroyl-L-lysin (LL) pro Gewichtseinheit Substrat Beispiel Substrat Eintragzeit (min.) LL Konzentration % Rate (mg/g/min.)

BEISPIEL X

Vergleichsbeispiel: Gemisch von Mika und 3,0% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin, im Vergleich zur Beschichtung auf Mika

4,00 g naß-gemahlene Indien-Mika mit einer durchschnittlichen Plättchengröße von 10 um (der aus Beispiel 11 gleich) wurden in einem 2 oz. Glasgefäß vorgelegt. 0,12 g N&epsi;-Lauroyl-L-lysin-Pulver wurden eingetragen mit 4 Stahlkugeln, worauf das Gefäß mit einem Deckel versehen und auf einem Roller für 30 Minuten plaziert wurde.
Das Gefäß wurde sodann vom Roller entfernt und die 4 Stahlkugeln wurden vom Pigment getrennt. Die Tasteigenschaften wurden bestimmt im Vergleich mit anderen Proben. Das Produkt aus diesem Experiment zeigte wesentlich schlechtere Eigenschaften als das aus Beispiel II, es zeigte nur geringfügig bessere Eigenschaften als eine unbehandelte Mika.
Die Bestimmung der Anhaftung der Behandlungsverbindung am Substratpigment wurde durchgeführt und betrug 21 %. Dies ist ein sehr unzureichender Wert, verglichen mit den erfindungsgemäßen Behandlungsverfahren, die zu Anhaftungen von mindestens 80% in den meisten Fällen und nicht weniger als 60% führten.

BEISPIEL XI

Veränderung der Eintraciraten von N&epsi;-Lauroyl-L-lysin in das Mika-Substrat

100 g naß-gemahlene Indien-Mika, durchschnittliche Plättchengröße von 10 um, wurden in 400 ml destilliertem Wasser bei Raumtemperatur dispergiert. 300 ml 0,5 normale Natriumhydroxid-Lösung wurden hergestellt, die 1,0% N&epsi;-Lauroyl- L-lysin enthielt. Diese Lösung wurde mit einer speziellen Rate in die Mikadispersion eingetragen in jedem der nachstehenden Experimente, wobei der pH-Wert konstant auf 3,0 ± 0,1 durch gleichzeitiges Eintragen von 0,50 normaler HCl-Lösung eingestellt wurde. Die Eintragraten der NaOH-Lösung, die 1,0% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin enthielt, und die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle angegeben: Experiment Eintragrate von NaHO-Lö- (ml/min) Eintragzeit (min) Eintragrate, Mg Lauroyl/g Mika/min. Tastrang Tastergebnis % der anhaftenden Verbindung Std. bei pH-Wert E (Mika) Gut
Es wurde bei Raumtemperatur gearbeitet. Die Eintragrate ist die der 0,5 normalen NaOH-Lösung, die 1,0% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin enthielt, in die Mika- Aufschlämmung. Die Eintragraten der Behandlungsverbindung im Vergleich zum Substrat betragen 0,4, 0,3 und 0,2 mg/g/min.

BEISPIEL XII

Veränderung der Eintragraten von N&epsi;-Lauroyl-L-lysin zu Titandioxid-behandeltem Mikapigmentsubstrat

Titandioxid-beschichtete Mika mit einer durchschnittlichen Plättchengröße von 18 um, einer Analyse von 46% TiO&sub2; und 56% Mika und einer Interferenzreflexionsfarbe von Blau wurde verwendet. 100 g dieses Pigments (Flamenco Blue von The Mearl Corporation) wurden in 600 ml destilliertem Wasser dispergiert. 100 ml 3,5%-iger NaOH-Lösung mit 3,0% N&epsi;-Lauroyl-L-lysin wurden eingetragen mit verschiedenen Raten in jedem Experiment. Der pH-Wert wurde auf 6,0 ± 0,1 eingestellt durch gleichzeitiges Eintragen von 0,5 normaler HCl-Lösung. Die speziellen verwendeten Raten in den verschiedenen Verfahren sind in der nachstehenden Tabelle zusammen mit den Ergebnissen angegeben. Es wurde bei Raumtemperatur gearbeitet. Experiment Eintragrate von NaOH-Lö- (ml/min) Eintragzeit (min) Eintragrate, Mg Lauroyl/g Mika/min. Tastrang Tastergebnis % der anhaftenden Verbindung E (Unbehandeltes Pigment Gut ¹ Standard ist das gleiche Pigment, behandelt mit 2% Lecithin.
Die Eintragrate ist die der 0,5 normalen NaOH-Lösung, die 1,0% N&epsi;-Lauroyl-L- lysin enthält, in die Pigmentaufschlämmung. Die aktuellen Eintragraten der Behandlungsverbindung in bezug auf das Substrat sind 0,15, 0,30 und 1,20 mg/g/min.
Die Einschränkungen der speziellen Nachbehandlungsverfahren werden bewertet nach dem Erreichen eines letztendlichen plattenförmigen Pigmentprodukts, das verbesserte Tasteigenschaften aufweist, eine gute Anhaftung des Lauroyl-lysins auf der Pigmentsubstratoberfläche zeigt und ein verbessertes Dispersionsverhalten des behandelten Pigments zeigt im Vergleich zu unbehandeltem Pigment. Diese Verbesserung liegt im allgemeinen in Richtung eines größeren Hydrophobizitätscharakters. Die Lauroyl-lysin- Kristallinfestkörperoberfläche hat sowohl hydrophilen als auch hydrophoben Charakter und in bestimmter Weise ersetzt das Lauroyl-lysin teilweise den Hydrophilitäts-Hydrophobitätscharakter der Substratoberfläche durch seinen eigenen. Somit ist behandelte Mika hydrophober als unbehandelte Mika.
Die Tasteigenschaften werden bestimmt durch Verteilen des Pulvers auf der Haut und Beurteilen der Glattheit und den Mangel des Widerstands im Vergleich zu Standardmaterialien. Diese Beurteilungen werden in der Regel von erfahrenen Personen in Laboratorien von Firmen ausgeführt, die kosmetische Formulierungen herstellen.
Wie vorstehend beschrieben, werden zur Bestimmung des Anhaftens der Beschichtung an das Substrat vier aufeinanderfolgende Zentrifugierungen ausgeführt. Die Bedingungen für die Zentrifugierungen sind nicht kritisch, solange eine wirksame Trennung des Festkörpers (abgesetzt) und der Flüssigkeit (überstehend) erreicht wird. Das nachstehende Verfahren kann geeigneterweise verwendet werden:
75 ml destilliertes Wasser werden mit 1,00 g der pulverförmigen Probe versetzt und in einer 150 ml Corex-Zentrifugenröhre Nr. 1265 (Katalog Nr. 21025-065 von VWR Scientific) dispergiert. Die Probe muß sorgsam dispergiert werden, was durch Vibrations- oder Ultraschallverfahren erreicht werden kann, die in der Regel in Labors verfügbar sind. Die Zentrifugierung wird für 20 Minuten ausgeführt unter Verwendung einer Servall-gekühlten Zentrifuge, die mit einem großen Kopf versehen ist. Der effektive Radius beträgt 5,75 inches und bei einer Geschwindigkeit von 7200 U/min beträgt das Kraftfeld 8440 x g (g = Gravitationskonstante).
Ein großes Kraftfeld ist erwünscht, um eine saubere Separation der Flüssigkeit mit dem nicht anhaftenden Lauroyl-lysin von den Pigmentpartikeln zu erreichen, wobei die letzteren auf dem Boden der Röhre hart gepackt sein sollten, was die Trennung der festen Pulverphase und flüssigen Phase durch Dekantieren der letzteren erleichtert.
Geringere Kraftfelder können verwendet werden, solange sie eine wirksame Separation der festen abgesetzten und flüssigen überstehenden Phasen ermöglichen.
Die überstehende Flüssigkeit wird dekantiert und aufgehoben und der abgesetzte Feststoff wird redispergiert in einer gleichen Menge destillierten Wassers und die Zentrifugierung wird wiederholt. Nach vier Zentrifugierungen in dieser Art werden die überstehenden Flüssigkeiten kombiniert und auf die Behandlungsverbindung hin untersucht, die entfernt wurde. Alternativ kann die abgesetzte Paste des Pulvers analysiert werden.
Im allgemeinen beträgt die Menge der Behandlungsverbindung, die am Mikasubstrat in den erfindungsgemäßen Produkten anhaftet, mindestens 80% und oft über 90%. Für andere Pigmentsubstrate ist eine Anhaftung von mindestens 80% erwünscht.
Die Beurteilung der Dispersionseigenschaften erfolgen zur Bestimmung der Verschiebung des hydrophilen-hydrophoben-Charakters mit der Zusatzbehandlung des Pigments. 2,0 g behandelte oder unbehandelte Mika (1,50 g von anderen Substraten) werden in 100 ml jedes Lösungsmittels in Zentrifugenröhren mit Gradeinteilung dispergiert, geschüttelt und abgesetzt. Die Röhren werden nach 30, 60 und 120 Minuten untersucht. Die Zentrifugenröhre ist Corning 8160 (Thomas Scientific 2622-D40) mit 100 ml Inhalt mit Gradeinteilungen auf einer roten Glasschicht. Sie mißt etwa 7 3/4 inch in Längsrichtung und hat einen Außendurchmesser in der Höhe von 1 1/2 inch.
Die verwendeten Lösungsmittel sind destilliertes Wasser, Isopropanol, Butylacetat und Toluol. Nach zwei Stunden werden zwei Beobachtungen für jede Röhre aufgezeichnet, das abgesetzte Volumen des Pulvers und die Erscheinung (Klarheit oder Trübheit) der überstehenden Flüssigkeit. Die Tests werden zu Vergleichszwecken mit unbehandelten Pigmenten ausgeführt.
Hydrophobes Verhalten zeigt sich in einem großen Volumen an Pulver und durch Klarheit der überstehenden Lösung in Wasser, bei gleichzeitig geringem Volumen an Pulver und Trübheit der überstehenden Lösung in Toluol. Für hydrophiles Verhalten sind die Ergebnisse in beiden Lösungsmitteln umgekehrt. Das Verhalten in den beiden anderen Lösungsmitteln liegt dazwischen. Im allgemeinen, aber nicht notwendigerweise immer, ist der hydrophile-hydrophobe-Charakter in Richtung des letzteren verschoben.
Das Ausmaß der Verschiebung in Richtung der Hydrophobizität ist je nach Substratpigment unterschiedlich. Dieser Test ist im allgemeinen signifikant, da er anzeigt, ob das Substratpigment in adäquater Weise mit Lauroyl-lysin behandelt wurde oder nicht.
Die erfindungsgemäßen plattenförmigen Pigmente können vorteilhafterweise verwendet werden in Lidschattenzusammensetzungen, wie Lidschatten als gepreßtes Pulver in einem weiten Bereich von Anteilen. Verwendbare Bereiche von Anteilen von Komponenten in solchen Zusammensetzungen sind in der nachstehenden Tabelle angegeben, wobei beispielhafte Pigmente vor der Formulierung mit einer Verbindung der vorstehend gezeigten allgemeinen Formel behandelt wurden: TABELLE II Anteile Gew.-% Matte Zusammensetzung (Niedriger Glanz) Glasierte Zusammensetzung (Hoher Glanz) Komponente Talk Zinkstearat Eisenoxide Mika, naßgemahlen, um durchschnittl. Teilchengröße Flamenco Blue Titandioxid-beschichtete Mika¹ Mineralöl Isopropylmyristat 2-Ethylhexylpalmitat ¹ Mearl Corporation Flamenco Blue mit einer blauen Interferenzreflexionsfarbe und einer durchschnittlichen Zusammensetzung von 46% TiO&sub2; und 54% Mika (durchschnittliche Partikelgröße von 20 um).
Nachstehend sind Beispiele von erfindungsgemäßen Lidschattenzusammensetzungen angegeben:

BEISPIEL XIII

Matt (niedriger Glanz) georeßte Pulverlidschatten

Der Talk und die Mika wurden vor der Formulierung mit N&epsi;-Lauroyl-L-lysin behandelt. Diese Formulierung hatte überlegene Tasteigenschaften auf der Haut im Vergleich zur gleichen Formulierung, die unbehandelten Talk und unbehandelte Mika enthielt.

BEISPIEL XIV

Glasierte (hoher Glanz) gereßte Pulverlidschatten

Das Talk- und Titandioxid-beschichtete Mikapigment wurde vor der Formulierung mit N&epsi;-Lauroyl-L-lysin behandelt. Diese Formulierung hat überlegene Tasteigenschaften bei der Untersuchung im Vergleich zu der gleichen Formulierung, die unbehandelten Talk und unbehandeltes plattenförmiges Pigment enthält.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung der Tastcharakteristiken eines plattenförmigen Pigments, umfassend Abscheiden einer Verbindung der allgemeinen Formel

wobei m eine gerade Zahl von 8 bis 18 ist und n den Wert 3 oder 4 hat, auf der Oberfläche des plattenförmigen Pigments, wobei die Abscheidung erreicht wird durch Eintragen einer sauren oder basischen Lösung der Verbindung in eine wäßrige Dispersion des plattenförmigen Pigments, wobei die Menge der Lösung so gewählt ist, daß die Verbindung in einer Menge von etwa 0,5 bis 5,0 Gew.-% des plattenförmigen Pigments bereitgestellt wird, wobei die Temperatur zwischen etwa 15º und 80ºC gehalten wird und die saure oder basische Lösung mit einer Rate im Bereich von etwa 0,10 bis 1,50 mg der Verbindung pro Gramm des plattenförmigen Pigments pro Minute eingetragen wird, Eintragen der erforderlichen Base oder Säure, um den pH-Wert des resultierenden Gemisches auf einen Wert zwischen 1 und 8 zu bringen, und Rückgewinnen des mit der Verbindung beschichteten plattenförmigen Pigments.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel vollständig entweder das D- oder L-Isomer ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der pH-Wert des resultierenden Gemisches auf einen Wert von etwa 2,5-5,0 gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel N&epsi;-Lauroyl-L-lysin ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel auf der Oberfläche des plattenförmigen Pigments in Gegenwart eines Calciumsalzes abgeschieden wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das plattenförmige Pigment mit Titandioxid beschichtetes Mika ist, und das mit Titandioxid beschichtete Mika vor oder während des Eintragens der Verbindung der allgemeinen Formel mit einer mehrwertigen Metallverbindung behandelt wird, wobei die mehrwertige Metallverbindung ein Hydroxid ist oder eine Verbindung, die zu einem Hydroxid hydrolysiert werden kann.

7. Plattenförmiges Pigment mit verbesserten Tast-, Dispersions- und Stabilitätseigenschaften, wobei das Pigment ein Substrat von Plättchen von Mika, Talk oder einem mit einem Metalloxid beschichteten Mika umfaßt, wobei das Substrat mit N&epsi;-Lauroyl-L-lysin beschichtet ist, wobei die Plättchen eine Partikelgröße im Bereich von etwa 2-80 um haben, mit der durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von etwa 5-40 um, die N&epsi;-Lauroyl-L-lysin-Beschichtung auf der Oberfläche der Plättchen im Bereich von etwa 0,5 bis 5,0 Gew.-% der Plättchen vorliegt, und wobei mindestens 80% der Beschichtung am Substrat haftend verbleiben nach vier Zentrifugierungen in destilliertem Wasser, wobei jede Zentrifugierung an einer Dispersion von 1,00 g des plattenförmigen Pigments in 75 ml destilliertem Wasser erfolgt.

8. Kosmetische Zusammensetzung, enthaltend ein plattenförmiges Pigmentprodukt, hergestellt nach dem Verfahren aus Anspruch 1 in Kombination mit kosmetisch verträglichen Inhaltsstoffen.

9. Lidschattenzusammensetzung, enthaltend ein plattenförmiges Pigment, hergestellt nach dem Verfahren aus Anspruch 1, in Kombination mit kosmetisch verträglichen Inhaltsstoffen.

10. Lidschattenzusammensetzung, enthaltend ein plattenförmiges Pigment, hergestellt nach dem Verfahren aus Anspruch 4, in Kombination mit kosmetisch verträglichen Inhaltsstoffen.